## DETEKSI LOKASI  PETIR DENGAN METODA MAGNETIC DIRECTION FINDER
Syaifa Mulyadi* dan Ariadi Hazmi**
*Mahasiswa S2 Teknik Elektro Univertsitas Andalas **Staff Pengajar Teknik Elektro Universitas Andalas
Abstrak— Sambaran petir dapat menimbulkan kerusakan pada objek yang disambar maupun pada objek lain  yang  mengalami  interferensi  gelombang  elektromagnetik.  Proses  petir  berhubungan  dengan pergerakan muatan, sehingga dapat diamati melalui pengukuran medan magnet. Dua loop antena medan magnet (loop utara/selatan tegak lurus terhadap loop timur/barat) dapat digunakan untuk menentukan arah lokasi petir. Setiap stasiun akan  memberikan  nilai  sudut arah lokasi petir. Lokasi terjadinya  petir dapat diperoleh  dengan  menghitung  titik  perpotongan  jalur  medan  magnet  petir  dari  3  titik  sensor,  dengan menggunakan metode Magnetic Direction Finding (MDF). Dari 275 data petir yang terekam pada ketiga stasiun,  diperoleh  20  data  petir  dengan  waktu  kejadian  yang  sama.  Selanjutnya  dari  20  data  petir  pada masing-masing  stasiun  dengan  waktu  kejadian  yang  sama  tersebut  diperoleh  3  data  petir  yang menghasilkan  triangulasi  lokasi  petir.  Triangulasi  lokasi  petir  dioptimasi  sehingga  menghasilkan  titik lokasi  petir,  maka  diperoleh  nilai  persimpangan  sudut  ( site  error )  dari  sudut  hasil  perhitungan.Hasil perhitungan menunjukan stasiun 1 memiliki site error terbesar karena pengaruh topografi. Persentase site error rata – rata stasiun 1, stasiun 2 dan stasiun 3 adalah 2,88 %, 2,58 % dan 1,16 %.
Kata kunci:deteksi petir,magnetic direction findings(MDF), lokasi petir,site error.
Abstract— Lightning dischare can cause destruction to the struck object and  the other object that feel electromagnetic field interference cause lightning.  Lightning process associatedwith movement of charge so  that  can  be  observed  by  measurement  magnetic  field.  Two  loop  magnetic  antena  (north/south  loop perpendicular  to  west/east  loop)  use  to  determinethe  direction  of  lightning  flash.  The  principleis comparinheg  t  output  voltage  from  each  sensor.  Each  station  will  give  angle  valuestowardlightning. Lightning  location  will  get  from  calculate  intersection  of  three  line  lightning  magnetic  field  with  use Magnetic Direction Finding (MDF) method. From 275 lightning data with record we get 20 data that have same time. From 20 data we get 3 lightning data that produce pointlocation oflightning. Three angulation of lightning location  than optimized, the result is a point of lightning location and we get site error from the angle of calculation result. Avarage percentation for station 1, station 2 and station 3 is 2,88 %, 2,58 %, 1,16 %.
Keyword : lightning detection, magnetic direction finding (MDF), lighning location, site error.

## I.   PENDAHULUAN
Prosespetirberhubungan  dengan  pergerakan muatan  sehingga  dapat  dipelajari  melalui pengukuran  medan  listrik  dan  medan  magnet. Berkumpulnya  muatan  pada  satu  titik menghasilkan  medan  listrik  yang  tinggi. Berbagai  proses  fisis  yang  terjadi  pada  petir awan  ke  tanah Cloud  to  Ground (CG)  maupun petir  awan  ke  awan Cloud  to  Cloud (CC), masing-masing  berhubungan  dengan  medan listrik dan medan magnet yang diradiasikannya dalam suatu gelombang elektromagnetik. Berdasarkan  arah  datangnya  sinyal  gelombang elektromagnetik  yang  diemisikan  oleh  sumber
petir,  dapat  ditentukan  lokasi,  amplitudo  serta jenis  peluahan  yang  terjadi  pada  petir tersebut.Penentuan lokasi petir berupa informasi  jarak  dan  arah  dari  sambaran  petir dapat  dilakukan  dengan  metode multi  station ataupun single station.
Metode multi-station lebih akurat untuk mendeteksi  lokasi  sambaran  petir.Salah  satu metode multi-station yang  telah  digunakan secara  luas  adalah Magnetic  Direction  finder (MDF).  MDF  pada  dasarnya  terdiri  dari  dua antena  loop  magnetik  orthogonal.  Loop  medan magnet  vertical  dan  ortoghonal  digunakan untuk  memperoleh  asal  sambaran  petir.  Rasio dari sinyal pada masing-masing loop, sebanding
dengan  tangen  sudut  ke  sumber.  Sistem jaringan  MDF  membutuhkan  setidaknya  dua stasiun  pengukuran,  dimana  titik  perpotongan dari  kedua  arah  yang  ditunjukan  oleh  masing- masing  MDF  memberikan  lokasi  dari  sumber petir.Akurasi  yang  semakin  tinggi  dapat diperoleh dengan susunan lebih dari dua stasiun MDF. Proses  awal  untuk  mendeteksi  medan  magnet petir  adalah  dengan  merekam  sinyalmedan magnet  petir  melalui  sebuah  antena  medan magnet.  Antena  ini  sangat  berperandalam menerima  besaran  frekuensi  yang  dihasilkan petir, antenna detector ini bekerja pada very low frekuensi (VLF)  dengan  rentang  frekuensi 3KHz  -30KHz  yang  termasuk  dalam  range Radio  Frekuensi  (RF).Selanjutnya  digunakan penguat  amplifier(VLF),  pre-amplifier  yang berfungsi mengontrol besaran sinyal petir yang diterima  dan  menentukan  polaritas  dari  petir yang terjadi [1] .
Lokasi  petir  yang  didapatkan  dengan  metode MDF  dari  3  stasiun,  bukanlah  berupa  titik koordinat, melainkan berupa triangulasi perpotongan garis arah petir dari ketiga stasiun, dikenal  dengan  istilah  “ site  error ”. Site error merupakan  kesalahan  azimuth  dalam pembacaan  lokasi  sumber  petir  oleh  sensor MDF,  disebabkan  oleh  komponen  medan magnet  yang  tidak  diinginkan.  Komponen medan  magnet  yang  tidak  diinginkan  ini  dapat berupa  pantulan  gelombang  elektromagnetik petir.Terjadi  akibat  efek  dari  topografi  daerah rambatan  gelombang  magnet  petir  ke  sensor yang  tidak  horizontal  dan pantulan radiasi  dari struktur konduktor yang ada di dekat sensor.

## II.   OBSERVASI
Peristiwa  terjadinya  petir  merupakan  loncatan beda potensial elektrostatik  yang  menimbulkan cahaya, bunyi, medan listrik dan medan magnet yang  dapat  mempengaruhi  dan  merusak peralatan  elektro  dan  elektronika.  Medan magnet  yang  dihasilkan  sewaktu  terjadi petirdapat  dimanfaatkan  untuk  menentukan terjadinya  petir  dengan  cara  merekam  medan magnet  petir  dalam  dua  arah  dengan  dua  loop antena.Selain  dari  suara,  kilat,  cahaya,  medan magnet  dan  medan  listrik,  petir  juga menghasilkan  frekuensi radio  broad  band (frekuensi  radio  yang  sangat  lebar  dari  HF sampaiVHF) [2] .
Gambar 1. Petir menghasilkan frekuensi radio [3] .
Pada  gambar  1  terlihat  bahwa  petir  juga menimbulkan  radio  frekuensi,  sehingga  dapat ditentukan  ukuran  antena  frekuensi  petir  yang dapat  menerima.Rentang  frekuensi  yang dihasilkan  oleh  petir  dan  beberapa  metode deteksinya ditunjukan pada gambar 2.
Gambar 2. Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan petir dan metode pengukurannya [2] .
Antena medan magnet petir terdiri dari dua loop antena  yaitu  loop  utara/  selatan  dan  loop barat/timur.  Prinsip  kerja  medan  magnet  petir diperlihatkan  pada  gambar  3.  Tegangan keluaran hasil pembacaan kedua loop ini dapat digunakan  untuk  menentukan  arah  posisi sambaran petir. Tegangan keluaran dari masing- masing  loop  antena    berbanding  lurus  dengan medan  magnet  yang  menembus  bidang  loop tersebut,  yang  dapat  dihitung  menggunakan Hukum Faraday [4] .
Gambar 3. Prinsip kerja sensor medan magnet petir [5] . Perubahan  fluks  magnet  tiap  waktu (Wb/detik)
pada rangkaian akan menimbulkan tegangan induksi sebesar : B C R KAcos
V I I   (1) (2.3) Dimana : n =  jumlah lilitan loop K = konstanta  penguatan pada integrator A =  luas antena (m 2 )  =sudut  antara  bidang  loop  dengan sumber muatan R I , C I =  resistansi  (300Ω)  dan  kapasitansi (variasi 10 -4 sampai 10 -2 pF)  gabungan.
Impedansi input dari integrator yang ditentukan oleh  nilai  RI  dan  resistor  ke  ground  yang dihubungkan  ke  kabel  sinyal,  haruslah  selalu sesuai (matching) dengan impedansi karakteristik  dari  kabel  sinyal.  HPF  pada  loop feedback integrator menghasilkan stabilitas DC dari output integrator.

## 2.1 Penentuan  Lokasi  Petir  Dengan
Metoda Magnetic Direction Finder (MDF).
Pada kejadian peluahan petir dari awan ke tanah (CG),  puncak  medan  inisiasi  dari  radiasi magnetik  terjadi  pada  saat  return  stroke  yang berpropagasi ke atas untuk mencapai ketinggian beberapa ratus meter. Sistem MDF menentukan arah  peluahan  petir  hanya  sesaat  dari  medan puncak inisiasi sinyal yang terukur oleh antena loop. Titik arah vektor yang dihasilkan,  sedapat mungkin  dekat  dengan  lokasi  sambaran  CG ,berdekatan dengan tanah.
Arah  lokasi  petir  dapat  ditentukan  dengan membandingkan  tegangan  keluaran  pada loop barat/timur  terhadap loop utara/selatan [6] .
Diagram  polar  loop  antena  ditunjukan  pada gambar 4.
Gambar 4. Magnetic Direction Finding (MDF) [5] .
𝑠𝑖𝑛𝑦𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑜𝑝 𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎/𝑠𝑒𝑙𝑎𝑡𝑎𝑛 ~𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑠𝑖𝑛𝑦𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑜𝑝 𝑏𝑎𝑟𝑎𝑡/𝑡𝑖𝑚𝑢𝑟~𝑠𝑖𝑛𝜃
𝑡𝑎𝑛 𝜃 = 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑐𝑜𝑠 𝜃 (2) (2.4) Sehingga : 𝑡𝑎𝑛 𝜃 = 𝑠𝑖𝑛𝑦𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑜𝑝 𝑏𝑎𝑟𝑎𝑡/𝑡𝑖𝑚𝑢𝑟 𝑠𝑖𝑛𝑦𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑜𝑝 𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎/𝑠𝑒𝑙𝑎𝑡𝑎𝑛 (3) (2.5)
Rasio  sinyal  barat/timur  terhadap  sinyal  utara/ selatan  berbanding  lurus  dengan  tangen  sudut antara  utara  dengan  sumber  yang  dilihat  dari antena,  oleh  sebab  itu  radiasi  medan  magnet sumber  arus  berada  pada  arah  vertikal,  arah sumber  dapat  ditentukan  dengan  mengukur rasio tegangan yang terdeteksi oleh 2 loop yang saling  tegak  lurus [5] .Denganmenghitung  sudut arah lokasi petir maka dapat diketahui kuadran posisi  lokasi  petir  dari  sensor  seperti  yang ditunjukan pada gambar 5.
Gambar 5. Diagram polar loop antena
Jika saluran petir vertikal, sinyal yang diterima oleh loop bebas  dari  refleksi ionosfer , menentukan  arah  secara  akurat  melalui  titik sambaran. Bagaimanapunsaluran petir, biasanya tidak  verticaldan  sinyal  medan  magnet  yang diterima  oleh  sensor  MDF  mungkin  terpisah akibat  refleksi  petir  yang  dihasilkan  dari ionosfer . Dari dua fakta ini, akan menyebabkan pengukuran kurang akurat [7] .
Gambar 6 Teknik Penentuan lokasi petir  (a) dua antena metode MDF (b) Metode MDF dengan tiga antena [2] .
Sistem  jaringan  MDF  pada  umumnya  terdiri dari  dua  atau  lebih  sensor  antena  loop dandilengkapi  dengan  optimasi  lokasi,  diantara sensor-sensor tersebut berfungsi untuk mendeteksi  sambaran  petir,  seperti  yang ditunjukan  pada  gambar  2.5.  Stasiun  penerima medan magnet petir dipasang minimal 2 stasiun atau  lebih,  gunanya  agar  masing-masing  dari stasiun penerima petir tersebut dapat membandingkan  sinyal  petir  yang  diterimanya pada  waktu  kejadian  yang  bersamaan, menghasilkan  arah  dari  titik  pertemuan datangnya signal petir tersebut.Model penentuan  lokasi  petir  dengan  menggunakan dua dan tiga stasiun diperlihatkan pada gambar 6.Penentuan  lokasi  sambaran  petir  yang  tepat menggunakan  MDF  membutuhkan  penerapan “ site  error  correction ”  pada  algoritma.Kondisi pada  lokasi  sensor  berupa  objek  yang  ada didekatnya,  seperti  tiang  metal,  kabel  yang tertanam atau instalasi konduktor lainnya, dapat menyebabkan  perubahan  arah  radiasi  medan magnet  petir.  Namun  dapat  dilakukan penentuan sistematika dari error untuk masing- masing  lokasi  sensor  MDF.Berdasarkan  data historis, sehingga diperoleh nilai faktor koreksi dan digunakan pada algoritma penentuan lokasi petir [8] .

## III. METODOLOGI  PENELITIAN.

## 3.1 Skema  Pengukuran Medan Magnet Petir
Stasiun  pengukuran  gelombang  medan  magnet petir  terdiri  dari  antena  loop  orthogonal, rangkaian  detektor,  picoscope  dan personal computer (PC). Antena loop terhubung ke input rangkaian  detektor  melalui  kabel  koaksial. Output rangkaian detektor kemudian terhubung ke input picoscope, juga melalui kabel koaksial. Output  picoscope  dihubungkan  melalui  kabel USB  ke  PC,  untuk  mengamati  bentuk gelombang medan magnet yang terdeteksi oleh antena  loop.  Skema  rangkaian  pengukuran medan magnet petir pada satu statasiun deteksi ditunjukan pada gambar 7
Gambar  7 Skema  Rangkaian  Pendeteksi Medan Magnet Petir

## 3.2  Desain Antena Medan Magnet Petir.
Antena  loop  dibangun  menggunakan  kabel koaksial,agar antena bisa dipasang tegak,sehingga dilakukan modifikasi pada kabel koaksial, dimana diambil bagian inti konduktor tembaga dan isolatornya saja. Bagian shieldnya diganti  dengan  pipa  alumunium,  seperti  yang ditunjukan  pada  gambar  8.  Dua  buah  antena loop  dipasang  secara  bersilangan  dimana masing-masingakan  mendeteksi  utara/selatan dan  timur/barat  dari  medan  magnet  petir. Antena loop  untuk  deteksi  arah  medan  magnet petir, menghasilkan hasil rancangan ditunjukan pada  gambar  9.  Antena  didesain  agar  sesuai dengan  karakteristik  frekuensi  dari  gelombang medan  magnet  yang  dihasilkan  oleh  petir. Spesifikasi  antena  loop  hasil  rancangan ditunjukan pada tabel 1.
a
b
Gambar 8. Konstruksi Antena Loop
Tabel 1. Spesifikasi Antena Loop Panjang lingkaran antena 300 cm Diameter Antena 98 cm frekuensi center antena 100 MHz Impedansi antena 300 ohm Gain antena 2,2 dB
Gambar  9. Antena loop medan magnet petir

## 3.3    Konfigurasi  Sistem Pengukuran  Medan Magnet Petir
Penentuan  lokasi  petir  dengan  metode  MDF menggunakan  tiga  stasiun  yang  diletakan  di wilayah kota Padang. Posisi dari ketiga stasiun petir  diperlihatkan  pada  gambar  10  dan  lokasi koordinat  masing-masing  stasiun  ditunjukan
pada  tabel  2.  Pada  gambar  10  terlihat  bahwa penempatan  stasiun  detektor  telah  dapat melingkupi untuk deteksi petir di wilayah Kota Padang.
Tabel 2. Koordinat stasiun deteksi petir Stasiun Latitude Longitude 1 -0,913715 100,464134 2 -0,936114 100,359355 3 -0,869769 -100,336879

## IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1  Penentuan Titik Lokasi Petir
Penentuan arah lokasi petir,dengan menggunakan  metode  MDF,  membandingkan tegangan keluaran pada antena loop timur/barat (TB)  terhadap  antena loop utara/selatan  (US), sebanding  dengan  tangen  θ  sesuai  dengan persamaan  (1).  Sudut  θ  yang  diperoleh merupakan  sudut  apit  antara  arah  lokasi  petir dengan  bidang  antena  loop.  Nilai  tegangan keluaran  diambil  adalah  nilai  absolut  tertinggi dari  sinyal  masing-masing  loop  dengan  waktu yang  sama,  merupakan  nilai  medan  magnet yang  terdeteksi  oleh  antena  loop  saat  terjadi return stroke .
Data  medan  magnet  petir  yang  terekam adalah  file  dari  picoscope  dengan  ekstensi .psdata, berupa bentuk gelombang dan bisa diubah  ke  dalam  file  .txt,  berupa  data  nilai tegangan  dari  semua  channel  picoscope dalam  satuan  waktu.  Bentuk  gelombang dari  file  .psdata  dapat  dilihat  pada  gambar 11.  Tegangan  loop  TB  adalah  gelombang dengan  warna  merah  sedangkan  tegangan loop  US  adalah  gelombang  dengan  warna hijau.  Nilai  tegangan  dengan  amplitude absolut tertinggi pada waktu yang sama dari masing-masing  loop(TB  dan  US)  dapat dicari  dari  file  .txt  atau  dengan  mengamati bentuk gelombang padafile .psdata.
Gambar 10. Konfigurasi Stasiun Petir di Kota Padang
Berikut  adalah  perhitungan  arah  lokasi  petir terhadap masing-masing stasiun petir serta titik lokasi petir yang diperoleh dari  data petir pada tanggal 12/01/2014 waktu 21:57:59 WIB.
Stasiun 1 Bentuk  gelombang  tegangan  keluaran  antena loop TB dan antena loop US dari stasiun 1,dari hasil  pengamatan  diperlihatkan  pada  gambar 4.2. Tegangan absolut maksimum loop TB pada channel  B  bernilai  123,1  mV,  sedangkan tegangan  loop  US  pada  channel  C  bernilai  - 124,1 mV.
Gambar 11. Tegangan antena loop stasiun 1 berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB
Sudut  yang  dihasilkan  dari  perbandingan  nilai tegangan loop TB dengan loop US adalah:
𝜃 = 𝑡𝑎𝑛 −1 123,1
−124,1 = −44,790°
Karena  tegangan  loop  TB  bernilai  negative  (-) dan  tegangan  loop  US  bernilai  negative  (-) maka arah yang dihasilkan ada pada kuadran II, sehingga besar sudut adalah:
𝜃 = 180° + (−44,790°) = 135,21° Arah  lokasi  petir  dari  stasiun  1  adalah  pada kuadran  II  dengan  sudut  ( θ ) 135,21° seperti pada gambar 13.
utara
Gambar 12. Arah lokasi petir dari stasiun 1 berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB
Stasiun 2 Bentuk  gelombang  tegangan  keluaran a ntena loop TB dan antena loop US dari stasiun 2,dari hasil  pengamatan  diperlihatkan  pada  gambar 14. Tegangan absolut maksimum loop TB pada channel  B  bernilai  59,9  mV,  sedangkan tegangan loop US pada channel C bernilai 80,6 mV.
Sudut  yang  dihasilkan  dari  perbandingan  nilai tegangan loop TB dengan loop US adalah:
𝜃 = 𝑡𝑎𝑛 −1 59,9 80,6 = 36,64°
Maka arah lokasi petir dari stasiun 2 adalah pada  kuadran  I,  dengan  sudut  ( θ ) 36,64° seperti pada gambar 4.3.
135,21 0
Gambar 13. Tegangan antena loop stasiun 2 berdasarkan data petir 12/01/2014 21:57:59 WIB
utara
Gambar 14. Arah lokasi petir dari stasiun 2 berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB

## Stasiun 3
Bentuk  gelombang  tegangan  keluaran  antena loop TB dan antena loop US dari stasiun 3, dari hasil  pengamatan  diperlihatkan  pada  gambar 4.6. Tegangan absolut maksimum loop TB pada channel  B  bernilai  -19,6  mV,  sedangkan tegangan loop US pada channel C bernilai 78,1 mV.
Gambar  15 .  Tegangan  antena  loop  stasiun  3 berdasarkan  data  petir  12/01/2014  21:57:59 WIB
Sudut  yang  dihasilkan  dari  perbandingan  nilai tegangan loop TB dengan loop US adalah:
𝜃 = 𝑡𝑎𝑛 −1 −19,6 78,1 = −16,065°
Karena  tegangan  loop  TB  bernilai  negative  (-) dan  tegangan  loop  US  bernilai  negative  (-), maka  arah  yang  dihasilkan  ada  pada  kuadran IV, sehingga besar sudut adalah:
𝜃 = 360° + (−16,065°) = 343,94° Maka  arah  lokasi  petir  dari  stasiun  3  adalah pada  kuadran  IV  dengan  sudut  ( θ ) 343,94° seperti pada gambar 17.
utara
Gambar 16. Arah lokasi petir dari stasiun 3 berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB
Hasil perhitungan arah lokasi petir berdasarkan data  petir  pada  12/01/2014  21:57:59  WIB  dari ketiga  stasiun,  ditunjukan  pada  tabel  3. Berdasarkan  nilai  sudut  arah  lokasi  petir  dari masing-masing  stasiun,  maka  bisa  didapatkan lokasi  petir  dengan  membuat  garis  pada  peta sesuai  dengan  koordinat  masing-masing stasiun.Lokasi  petir  yang  didapatkan  adalah berupa  triangulasi  dari  perpotongan  garis  arah lokasi  petir  dari  ketiga  stasiun  seperti ditunjukan pada gambar 17.
Tabel  3. Hasil  perhitungan  arah  lokasi  petir berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB
Stasiun Tegangan Loop TB (mV) Tegangan Loop US (mV) Sudut Θ Kuadra n 1 123,1 -124,1 135,21˚ II 2 59,9 80.6 36,64˚ I 3 -19,6 68,1 343,94˚ IV
Berdasarkan  nilai  tegangan  loop  sensor  pada masing-masing  stasiun  pada  tabel  3,  dapat dilihat  bahwa  tegangan  absolut  loop  sensor yang  paling  besar  yaitu  pada  stasiun  1,bernilai 123  mV  untuk  loop  TB  dan  -124  mV  untuk loop US, sedangkan pada stasiun 2 bernilai 59,9 mV untuk loop TB dan 80,6 mV untuk loop US dan  loop  pada  stasiun  3  mempunyai  tegangan
343,94 ˚
36,64 ˚
paling kecil yaitu  -19,6 mV untuk loop TB dan 68,1  mV  untuk  loop  US.  Nilai  tegangan masing-masing  loop  sensor  ini  menunjukan bahwa  lokasi  sumber  petir  berada  paling  dekat dengan stasiun 1 dan paling jauh dari stasiun 3. Hasil tersebut sesuai dengan lokasi petir,membentuk  triangulasi  perpotongan  garis arah lokasi petir.
4.2Analisa  Optimasi  Lokasi  Petir  dan  Site Error.
Lokasi  petir  yang  didapatkan  dengan  metode MDF  dari  3  stasiun,  bukanlah  berupa  titik koordinat melainkan berupa triangulasi perpotongan garis arah petir dari ketiga stasiun, dikenal  dengan  istilah  “ site  error ”. Site  error yaitu  kesalahan  azimuth  dalam  pembacaan lokasi  sumber  petir  oleh  sensor  MDF, disebabkan oleh komponen medan magnet yang tidak  diinginkan,  akibat  efek  dari  topografi daerah  rambatan  gelombang  magnet  petir  ke sensor  yang  tidak  horizontal  dan  pantulan radiasi  dari  struktur  konduktor  yang  ada  di dekat  sensor. Site  error menyebabkan persimpangan  pembacaan  lokasi  sumber  petir oleh  sensor    dari  lokasi  petir  sesungguhnya. Dari  penelitian  sebelumnya  diperoleh  data bahwa site  error yang  terjadi  yaitu  dengan penyimpangan  sebesar  30˚  untuk  sistem  MDF dengan  sensor  narrow  band,  dan  10˚.Untuk sistem  MDF  dengan  sensor  wide  band,secara umum penyebab “ site error ” adalah struktur berupa bagunan, saluran dan kabel power yang ada  di  dekat  sensor  MDF  dan  variasi  dari topografi daerah di sekitar sensor MDF [9] . Dari lokasi petir yang terekam pada 12/01/2014 21:57:59 WIB,yang ditujukan
oleh sensor,bahwa  antaralokasi  tersebut  terdapat daerah  perbukitan,dapat  dilihatkan  pada  peta berwarna hijau. Terjadinya site error, disebabkan oleh  pantulan  gelombang  medan  magnet  pada daerah  perbukitan,  yang  topografinya  tidak datar.  Sensor  loop  antena  pada  masing-masing stasiun  akan  mendeteksi  gelombang  medan mangnet  yang  berupa  gelombang  pantulan, sehingga  nilai  tegangan  output  dari  masing- masing loop TB dan loop US dari sensor akan
memberikan  pembacaan  arah  tangensial  lokasi petir, yang sedikit menyimpang dari lokasi petir sesungguhnya.Untuk  mendapatkan  titik  lokasi petir,  maka  dilakukan  optimasi  dari  data triangulasi  lokasi  petir  yang  diperoleh.  Pada penelitian  ini  titik  lokasi  petir  dianggap  adalah titik  tengah  dari  segitiga  lokasi  petir  hasil triangulasi.  Optimasi  titik  lokasi  petir  untuk data petir  pada 12/01/2014 21:57:59 ditunjukan pada gambar 4.7.
Hasil  optimasi  memperlihatkan  persimpangan sudut ( error ) yang terjadi akibat site error pada penentuan  arah  petir,di  masing-masing  stasiun. Pengukuran sudut arah lokasi petir pada stasiun 1 mengalami penyimpangan sebesar 5,21˚,sedangkan  pada  stasiun  2  mengalami penyimpangan sebesar 3,41˚ dan pada stasiun 3 mengalami  penyimpangan  sebesar  2,54˚  dari titik  lokasi  petir  hasil  optimasi.  Dapat  dilihat bahwa  nilai  error  yang  diperoleh  berada  di bawah  10˚,  sesuai  dengan  error  untuk  sistem MDF wide  band [9] .Perbandingan  sudut  arah yang  diperoleh  dari  hasil  pengukuran  dengan hasil optimasi ditunjukan pada tabel 4.
Tabel  4. Perbandingan  sudut  arah  lokasi  petir yang  diperoleh  dari  pengukuran  dengan  hasil optimasi  berdasarkan  data  petir  12/01/2014 21:57:59 WIB
Stasiun Sudut Hasil pengukuran Sudut Hasil Optimasi Error 1 135,21˚ 140,41˚ 3,308% 2 36,64˚ 33,22˚ 2,797% 3 343,94˚ 346,48˚ 1,508%

## 4.3    Perbandingan  Penentuan  Lokasi  dari Beberapa Data Petir
Dari  beberapa  data  petir  dapat  dilakukan perbandingan bentuk gelombang medan magnet yang  diperoleh  dari  masing-masing  kejadian dan lokasi petir .
Gambar 17. Optimasi titik lokasi petir berdasarkan data 12/01/2014 21:57:59 WIB
Untuk  melakukan  perhitungan  arah  lokasi petir,dengan  cara  yang  sama  seperti  di  atas, maka  dapat  diperoleh  nilai  sudut  arah  lokasi petir untuk masing masing stasiun, berdasarkan data  petir  pada  tanggal  12/01/2013  jam 19:09:07    dan  data  petir  pada  tanggal 12/01/2013 jam 22:03:06,lokasi petir sesungguhnya  dapatditentukan  di  titik  tengah (titik optimasi) dari daerah segitiga triangulasi. Titik lokasi petir hasil optimasi untuk data petir pada  tanggal  12/01/2013  jam  19:09:07  WIB dan  data  petir  pada  tanggal  12/01/2013  jam 22:03:06 WIB,dapat dihitung berapa persimpangan  sudut  ( site  error )  yang  terjadi pada masing-masing stasiun.
.Dari  beberapa  data  petir  yang  telah  dilakukan perhitungan  sudut  arah  lokasi  petirdan penentuan  lokasi  petir,  serta  optimasi  titik lokasi petir, maka dapat dilakukan pengamatannilai  pemyimpangan  sudut  arah lokasi  petir  ( site  error )  yang  terjadi  untuk masing-masing data petir. Nilai site error untuk masing-masing  data  petir  dituliskan  kembali pada tabel 5.
Tabel  5. Nilai site  error pada  tiap-tiap  stasiun untuk beberapa data petir
Stasiun
. Site Error Berdasarkan Data Petir 12/01/2014 21:57:59 WIB 12/01/2014 19:09:07 WIB 12/01/2014 22:03:06 WIB 1 5,21˚ 13,99˚ 11,91˚ 2 3,41˚ 14,35˚ 10,07˚ 3 2,54˚ 4,54˚ 5,43˚
Dari perbandingan nilai site error pada tiap-tiap stasiun  petir,  berdasarkan  beberapa  data  petir pada  tabel  4.3  dapat  dilihat  bahwa  site  error bernilai  paling  besar  adalah  pada  stasiun 1.Dapat dijelaskan bahwa stasiun 1 mempunyai lokasi  yang  dekat  dengan  perbukitan,  dimana topografinya tidak datar. Hal ini memungkinkan terjadi  lebih  banyak  pemantulan  gelombang medan magnet petir sehingga terjadi penyimpangan pembacaan arah lokasi petir oleh sensor  pada  stasiun1,  yang  lebih  besar dibandingkan sensor pada stasiun 2 dan stasiun 3.  Secara  persentase,  site  error  untuk  ketiga stasiun  diperlihatkan  pada  gambar  4.8,  dimana site error rata-rata tetinggi terekam oleh stasiun 1Topografimempengaruh penerimaan gelombang elektromagnetik terhadap antena.
Gambar  18. persentase  site  error  tiap-tiap stasiun untuk 3data petir.

## V.   KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  dapat disimpulkan bahwa:
1. Penggunaan  tiga  stasiun  dalam  menentukan lokasi  menggunakan  metoda  Magnetic Direction  Finding  (MDF)  menghasilkan triangulasi.
Dalam penelitian ini menggunakan  optimasi  untuk  mendapatkan lokasi dari sambaran petir.
2. Berdasarkan  perbandingan  nilai site  error pada  tiap-tiap  stasiun  dari  beberapa  data petir, dapat dilihat bahwa stasiun dengan site error paling  besar  adalah  station  1,  dimana stasiun  1  berada  dekat  daerah  perbukitan, topografinya tidak datar dan memungkinkan terjadi  lebih  banyak  pemantulan  gelombang medan  magnetik  petir,  sehingga  terjadi penyimpangan  pembacaan  arah  lokasi  petir oleh sensor.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Biagi,C.J.,  K.L.Cummins,  K.E.Kehoe  and E.P.Krider, 2007, “ National lightning detection network ”
[2]  Cummins,  K.L.,and  M.J.  Murphy,  2000, “ Overview  of  lightning  Detection  in  the VLF,LF,and VHF frequency ranges ”
[3]  Finke,    U.dan  Kreyer,  O.  2002.    Detect and Locate Lightning Events
from Geostationary Satellite Observationary Satellite.
[4]  E.  P.  Krider,  R.  C.  Noggle  and  M.  A. Uman, “A gated, wide -band, magnetic direction finder  for  lightning  return  strokes ”,  J.  Appl. Meteor., Vol. 15, pp. 301, 1976.
[5]  Uman, Martin A . 2008. TheArt and Science of  Lightning  Protection .  Cambridge  University Press
[6]  Uman,  Martin  A.2001.  “ The  Lightning Discharge” .  New  York:  Dover  Publications, INC Mineola.
[7]  Cooray,  Vernoon.2003.  “ The  Lightning Flash ”.London  :  Institution  of  Electrical Engineers
[8]  Gerhard  Diendorfer  ,  “ Lightning  Location Systems (LLS)”,  IX  International  Symposium on  Lightning  Protection,  26th-30 th November 2007 – Foz do Iguaçu, Brazil
[9]  Mingli  Chen,  Tau  Lu,  Yaping  Du, “Properties  of  Site  Error  of  Lightning Direction-Finder and its Modelling” Atmospheric  Research  129-130,  ,  pp.  97-109, 2013

## Biodata Penulis
Syaifa Mulyadi lahir di Pariaman 27-10-1968, memperoleh  gelar  S.T.  dari  Universitas  Bung Hatta  dan  menyelesaikan  S2  tahun  2014  di Universitas Andalas dengan konsentrasi Teknik Energi Elektrik.